Studiare il movimento umano Controllo motorio Sviluppo motorio Apprendimento motorio

Controllo Motorio Studio dei sistemi di controllo coinvolti nell’esecuzione di movimenti Bio-meccanica: Spostamenti e derivate dei segmenti corporei Neuro-fisiologia Vie discendenti e ascendenti neuromuscolari Psicologia La relazione fra percezioni ed azioni Robotica La modellizzazione dei movimenti

Bio-meccanica La cinematica del movimento La dinamica del movimento Studiare come i segmenti corporei si spostano nel tempo e nello spazio nell’esecuzione di un movimento La dinamica del movimento Studiare come le forze impresse dai segmenti corporei generino un movimento Il tempo del movimento Studiare la distinzione fra i movimenti automatici e quelli che richiedono un controllo volontario

Muybridge (1899)

Neurofisiologia Importante perchè mette in relazione Dal Cervello al movimento L’homunculus e la corteccia motoria La teoria localizzazionista (Jackson) La mappa del cervello e l’area motoria (Sherrington,1906) Importante perchè mette in relazione l’attività motoria con l’attività cerebrale

Neurofisiologia  moto-neuroni e sinergie neuromuscolari 1 -MN innerva rapporti di fibre diversi: 1:3 1:150 Velocità di conduzione molto diverse Vie mono e poli sinaptiche vie mielinizzate e non Ruolo degli interneuroni Centro delle sinergie e delle integrazioni neuro motorie Le vie monosinaptiche e polisinaptiche Sinapsi mediatori chimici e movimento patologie neuromotorie (tremore), overtraining Movimento e relazioni fra: Esterocettori (tatto) Telecettori (vista) Propriocettori (posizione del corpo)

Psicologia Cognitivismo: Comportamentismo: Il cervello come decodificatore di informazioni Il programma motorio Le macchine pensanti Comportamentismo: I riflessi come unita’ base del movimento I riflessi condizionati Apprendimenti automatici

La Robotica Modellizzazione dei movimenti Gradi di libertà-Vincoli meccanici Realizzazione di sistemi meccanici che interagiscono con l’ambiente I programmi motori

Cervello  Movimento Bernstein (1930) integra la descrizione del movimento con la fisiologia integra la cinematica e la dinamica con la neurofisiologia include l’idea della complessita’ (ridondanza) considera l’aspetto filogenetico

Strumenti di analisi Biomeccanica: Neurofisiologia Psicologia Telecamere, pedane, EMG, accelerometri. Neurofisiologia EEG, TMS, fMRI Psicologia TR, TM Robotica: Come in biomeccanica

Che cosa sono i movimenti normali per una persona disabile?

Indice La ridondanza dei GdL I vincoli Movimenti “normali”, “atipici” e “performance” Il movimento come soluzione finale che emergente fra vincoli e gradi di liberta’ Il controllo centrale e periferico del movimento Le proprieta’ adattative dei movimenti Lo sport come palestra di soluzioni motorie adattative

GdL e Vincoli GdL = la capacità che un segmento articolare ha di muoversi indipendentemente 7 gradi di libertà – arto superiore Vincolo = impossibilità di effettuare movimento totale o parziale Circonduzione arto inferiore

E’ positivo avere un numero ridondante di GdL? Caratteristica fondamentale del movimento umano in quanto permette di operare opzioni diverse nel risolvere problemi motori di tutti i giorni.

E’ positivo avere vincoli? Fondamentale per mantere stabilità e direzionare I movimenti

Azione come proprietà emergente fra Vincoli e GdL corporei vincoli Percezione-Azione Movimento ambientali percettivi

Controllo centrale e periferico Controllo centrale: dal cervello ai muscoli Relazione comando centrale sinergie distali Controllo distale: Relazione percezioni comandi centrali

Controllo centrale

Controllo periferico

Come gestisce il SNC questa ridondanza? La scelta di un particolare pattern di controllo fra tanti possibili si basa sulla definizione di priorità (leggi di coordinazione motoria) che sono a tutt’oggi sconosciute. Pattern motori osservati in popolazioni “atipiche”, dimostrano l’esistenza di queste priorità.

…continua Si può proporre l’ipotesi che sotto certe condizioni “atipiche” che possono includere problemi sia di ordine percettivo (Sindrome di Down) che biochimico (Parkinson), o cambi della struttura corporea (danni alla spina dorsale, e amputati), il sistema nervoso centrale (SNC) potrebbe riconsiderare queste priorità

I movimenti adattivi La definizione di una nuova serie di priorità rifletterà lo stato attuale del sistema e potrebbe portare a schemi di movimento volontario molto diversi. In tali condizioni quindi i pattern motori che appaiono essere così diversi, non dovrebbero essere considerati patologici ma piuttosto adattativi rispetto alla patologia, e potrebbero essere visti perfino come movimenti ottimali per quel sistema di produzione di azioni.

Movimenti normali e patologici La varianza dei movimenti normali La costruzione di pattern motori unici e non ripetibili Le soluzioni motorie efficaci ed efficienti a partire da una certa struttura Le invarianze percettivo-motorie

Come intervenire allora? Gli approcci riadattativi quindi non dovrebbero essere diretti al riportare il pattern motorio il più vicino possibile a quello “normale”, ma piuttosto dovrebbero essere concentrati alla risoluzione di problemi che emergono dal pattern motorio osservato durante l’esecuzione di un compito motorio

I movimenti normali e atipici In genere l’assunzione che viene fatta è che: Un pattern motorio “diverso” cioe’ che si differenzia dal movimento normale, e’ da considerarsi negativo. i pattern di movimenti volontari osservati nella norma sono gli unici corretti le deviazioni dai pattern motori normali riflettono una incapacita’ di controllo del SNC noi conosciamo di piu’ il SNC del SNC stesso

Ipotesi La scelta di un pattern motorio, fra molti possibili per soddisfare un compito motorio, si basa sulla definizione di priorita’(regole) che sono definite da vincoli e gradi di liberta’ fisici, percettivi ed ambientali in relazione fra loro. La scelta dara’ vita ad un pattern di coordinazione motoria unico che potra’ essere adattativo rispetto al compito motorio da compiere

I Movimenti Normali Jordan Bambini scoordinati Lottatori di Sumo Media Cambi delle priorita’ del SNC

I Movimenti Jordan Bambini scoordinati Media Lottatori di Sumo Patologie neuro-motorie Cambi delle priorita’ del SNC

I cambi di priorita’ del SNC: “la scelta” Le sinergie neuro-muscolari dipendono: dal compito motorio dall’intenzionalita’ dalle condizioni ambientali e... dalle condizioni fisiche

Il controllo e’ a livello centrale Reazioni preprogrammate: 70ms di latenza inferiore al TR superiore al riflesso monosinaptico

Il controllo e’ a livello distale Animali spinalizzati mostrano movimenti a piu’ gradi di liberta’: precisi coordinati finalizzati in grado di “compensare” perturbazioni esterne

Il movimento come “Proprieta’ Emergente” Fine dell’idea dell’homunculus Il movimento come noi lo osserviamo e’ il risultato finale della relazione fra la parte centrale e quella periferica in accoppiamento con l’ambiente (il compito motorio)

Il movimento come “Pattern Dinamico” Il SNC sceglie i parametri principali che devono essere considerati per far emergere un pattern motorio che sia adattivo al compito motorio e funzionale ai vincoli esistenti

Il movimento “atipico” Il sistema motorio che ha subito delle lesioni dovra’ ri-elaborare: nuove priorita’ e/o leggi coordinative nuove soluzioni motorie in virtu’ dei vincoli emersi (la patologia) utilizzando i gradi di liberta’ a disposizione Diverso pattern motorio ma funzionale !

Cambiare i comandi centrali e/o le sinergie motorie Cambiare comando centrale: imparare a scrivere con la mano non dominante imparare sequenze di movimenti alternative Cambiare le sinergie motorie: il tempo di apertura e chiusura degli angoli articolari

Lo studio del movimento: (cinematica, dinamica, EMG ecc.) Definisce di un gesto la modalita’ di controllo e/o di “scelta”: E’ cambiato il comando centrale? Sono cambiate le sinergie muscolari? Scinde di un gesto le componenti adattative da quelle non adattative Definisce quali sono le condizioni motorie utili ed utilizzabili

Per chi pratica il movimento: lo sport E’ la “palestra” ideale per la ricerca di soluzioni motorie sempre nuove, diverse e funzionali ! e poi… E’ divertente! Non si pratica quasi mai in solitudine!